[发明专利]玻璃与金属焊接夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种夹具，具体涉及一种玻璃与金属焊接的夹具。

背景技术

在太阳能集热器的玻璃与金属封装领域中涉及到高温焊接，这类焊接中所用到的焊接夹具需要有耐高温性、耐高压性、抗腐蚀性、加工性和延性。现有的焊接夹具包括上、下模和设在上、下模之间的两层石墨垫，所述上、下模和石墨垫上设有螺孔，和螺孔相应的螺栓将上、下模和石墨垫连接在一起，螺母在螺栓的两端固定上、下模和石墨垫，所述上、下模由高温合金制成，这种夹具具有耐高温和耐高压的优点，但在管状玻璃与金属焊接过程中达不到完全受压，影响了焊接质量。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，对焊接夹具进行改进，提出一种高温焊接夹具，该夹具尤其适用于管状玻璃与金属的焊接，提高了管状玻璃与金属焊接夹具的夹持质量、强度、持久寿命及焊接过程中焊接压力的给予。

本发明的技术方案是：玻璃与金属焊接夹具，包括高温合金制成的上、下模和石墨垫，石墨垫设在上、下模之间，所述上、下模上设有螺孔，螺孔内设有螺栓，螺栓将上模和下模连接在一起，螺母设在螺栓的两端，在螺母与上模或下模端面之间的螺栓上设有弹簧，所述石墨垫为锥形。

本发明中石墨垫采用锥形高纯石墨，在焊接件焊接过程中，石墨垫的一端与管状玻璃受压端接触，并嵌入管状焊接件内，在焊接封装时通过其锥形结构与焊接件形成紧配合，通过上、下模的施压使其对焊接件形成完全压力，压力越大与焊接件配合越紧密，达到高温焊接时焊接件间隙的要求。锥形石墨垫的锥形角度基本上根据玻璃焊件的尺寸制作，角度范围为1°～4°。锥形石墨垫与锥形的玻璃焊接件的锥形角度差最好小于0.1°，且石墨垫锥形长度大于20mm，尽可能增加焊接的接触面积，增加焊接的成功率。

所述高温合金制成的上、下模采用镍基高温合金，由于镍基高温合金使用温度范围高，具有在使用温度下有较高的强度，优良的抗氧化合抗腐蚀性，是应用最广泛的高温合金。

所述弹簧由高温合金制成；主要用于防止焊接后由于钎料熔化造成焊接件总体产生高度变化，使螺栓螺母固定产生的预紧力消失。所述弹簧的选择：根据所需要的螺栓预紧力确定其所需要的弹力，螺栓预紧力由公式Qp≈T0.2d]]>确定，其中Q_p为预紧力，T为扭矩，d为螺纹外径。再按弹簧的弹力公式确定弹簧的尺寸，即：在弹性限度内，弹簧的弹力和弹簧的形变量(伸长或压缩值)成正比。写作：F＝k·x，其中F表示弹簧的弹力；x是弹簧伸长或缩短的长度，x＝x’-x₀或x＝x₀-x’。x’为变形后的弹簧，x₀为弹簧初始长度；k为弹簧的劲度系数。

采用本发明，可以获得具有强度高、夹持质量好及使用寿命高等特性的焊接夹具，保证了管状玻璃与金属的高温焊接质量，整体成本较低。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对发明作进一步说明。

参照附图1，一种焊接夹具，包括镍基高温合金制成的上模3、下模8和石墨垫4，石墨垫4设在上、下模3、8之间，上、下模上设有螺孔，螺孔内设有螺栓7，将上模3和下模8连接在一起，螺母1设在螺栓的上端，在螺母1与上模4上端面之间的螺栓上设有弹簧2，石墨垫4为锥形。

本实施例中，上模3和下模8：按制所需要焊接部件的长度确定尺寸，一般厚度为5mm；上、下模有铸造的，也有焊接的。为防止夹具在高温下变形，增加模具刚性，下模通常是一个整块的并有长方形“井”字骨架结构。

石墨垫4的选择：按照焊接件尺寸确定尺寸，一是为了在夹具安装时起防止夹具与焊接件有直接的刚性接触，起一个过渡的作用；且在高温焊接的冷却阶段可以散热的效果；二根据焊接件真空度的要求，可以在焊接封装时插入焊接件的内部，通过其锥形结构与焊接件的锥形部位形成紧配合，通过上模3和下模8的施压使其对焊接件形成完全压力，且压力越大与焊接件配合越紧密，达到高温焊接时焊接件间隙的要求；石墨垫锥形角度根据玻璃焊接件6的锥度制作，角度范围为1°～4°，在生产过程中必须精密控制其锥形角度，与玻璃焊接件6配套生产，两者锥形角度差要求小于0.1°，且锥形长度大于20mm，尽可能增加焊接的接触面积，增加焊接的成功率。